計算機(jī)視覺教程CCV07

1、第7章目標(biāo)表達(dá)和描述7.1基于邊界的表達(dá)7.2基于區(qū)域的表達(dá)7.3基于邊界的描述7.4基于區(qū)域的描述7.1基于邊界的表達(dá)7.1.1鏈碼7.1.2邊界段和凸包7.1.3邊界標(biāo)記7.1.1鏈碼在鏈碼表達(dá)中，只有邊界的起點(diǎn)需用（絕對）坐標(biāo)表示，其余點(diǎn)都可只用接續(xù)方向來代表偏移量4-方向和8-方向鏈碼的共同特點(diǎn)是直線段的長度固定，方向數(shù)有限7.1.1鏈碼鏈碼起點(diǎn)歸一化給定一個從任意點(diǎn)開始而產(chǎn)生的鏈碼，把它看作一個由各個方向數(shù)構(gòu)成的自然數(shù)。將這些方向數(shù)依一個方向循環(huán)以使它們所構(gòu)成的自然數(shù)的值最小，然后將這樣轉(zhuǎn)換后鏈碼起點(diǎn)作為歸一化鏈碼的起點(diǎn)7.1.1鏈碼鏈碼旋轉(zhuǎn)歸一化利用鏈碼的一階差分來重新構(gòu)造一個序列

2、（一個表示原鏈碼各段之間方向變化的新序列）上面一行為原鏈碼下面一行為兩兩相減得到的差分碼7.1.1鏈碼縫隙碼連接兩個相鄰輪廓像素的外邊緣交叉點(diǎn)中點(diǎn)縫隙碼連接像素外邊緣中點(diǎn)的縫隙碼7.1.2邊界段和凸包更節(jié)省表達(dá)數(shù)據(jù)量的方法是把邊界分解成若干段分別表示將邊界分解為多個邊界段可以借助凸包的概念來進(jìn)行7.1.2邊界段和凸包確定了目標(biāo)的凸包，就可以將邊界分段當(dāng)把S的邊界分解為邊界段時，能分開D的各部分的點(diǎn)就是合適的邊界分段點(diǎn)7.1.3邊界標(biāo)記1.距離為角度的函數(shù)先對給定的目標(biāo)求出重心，然后作出邊界點(diǎn)與重心的距離為角度的函數(shù)7.1.3邊界標(biāo)記2.y-s曲線沿邊界圍繞目標(biāo)一周，在每個位置作出該點(diǎn)的切線，該

3、切線與一個參考方向（如橫軸）之間的角度值就給出一種標(biāo)記7.1.3邊界標(biāo)記3.斜率密度函數(shù)斜率密度函數(shù)可看作將y-s曲線沿y軸投影的結(jié)果。這種標(biāo)記就是切線角的直方圖h(q)7.1.3邊界標(biāo)記4.距離為弧長的函數(shù)基于邊界的標(biāo)記可通過從一個點(diǎn)開始沿邊界圍繞目標(biāo)逐漸作出來。如果將各個邊界點(diǎn)與目標(biāo)重心的距離作為邊界點(diǎn)序列的函數(shù)就得到一種標(biāo)記7.2基于區(qū)域的表達(dá)7.2.1四叉樹7.2.2圍繞區(qū)域7.2.3骨架7.2.1四叉樹四叉樹表達(dá)法利用金字塔式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對圖像進(jìn)行表達(dá)。結(jié)點(diǎn)可分成3類：目標(biāo)結(jié)點(diǎn)（用白色表示）；背景結(jié)點(diǎn)（用深色表示）；混合結(jié)點(diǎn)（用淺色表示）7.2.2圍繞區(qū)域(1)外接盒：包含目標(biāo)區(qū)域的最

4、小的長方形(2)最小包圍長方形(3)凸包7.2.3骨架對每個R中的點(diǎn)P，可在B中搜尋與它距離最小的點(diǎn)。如果對P能找到多于一個這樣的點(diǎn)（即有兩個或以上的B中的點(diǎn)與P同時距離最?。?，就可認(rèn)為P屬于R的骨架，或者說P是一個骨架點(diǎn)7.2.3骨架每個骨架點(diǎn)都保持了其與邊界點(diǎn)距離最小的性質(zhì)，所以如果用以每個骨架點(diǎn)為中心的圓的集合（利用合適的量度），就可恢復(fù)出原始的區(qū)域7.2.3骨架計算骨架的一種實用方法(1)標(biāo)記同時滿足下列條件的邊界點(diǎn)(1.1)2 N(p1) 6；(1.2)S(p1) = 1；(1.3)p2 p4 p6 = 0；(1.4)p4 p6 p8 = 0。(2)標(biāo)記同時滿足下列條件的邊界點(diǎn)(2.

5、1)2 N(p1) 6；(2.2)S(p1) = 1；(2.3)p2 p4 p8 = 0；(2.4)p2 p6 p8 = 0。7.2.3骨架計算骨架的一種實用方法圖7.2.7(a)：p1只有一個標(biāo)記為1的8-鄰域點(diǎn)圖7.2.7(b)：p1有7個標(biāo)記為1的鄰點(diǎn)圖7.2.7(c)和(d)：寬度為單個像素的線段圖7.2.7(e)：p1為邊界的右或下端點(diǎn)圖7.2.7(f)：p1為邊界的左或上端點(diǎn)7.3基于邊界的描述7.3.1邊界長度和直徑7.3.2邊界形狀數(shù)7.3.1邊界長度和直徑1.邊界長度4-方向連通邊界B48-方向連通邊界B8統(tǒng)一用下式計算7.3.1邊界長度和直徑2.邊界直徑邊界上相隔最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)

6、之間的距離常用的距離量度主要有3種，即DE()、D4()和D8()距離7.3.2邊界形狀數(shù)基于鏈碼的邊界形狀描述符形狀數(shù)是值最小的（鏈碼的）差分碼階定義為形狀數(shù)序列的長度7.3.2邊界形狀數(shù)對已給邊界由給定階計算邊界形狀數(shù)有以下幾個步驟（參見圖7.3.3）變化階數(shù)，可以得到對應(yīng)不同尺度的形狀數(shù)7.4基于區(qū)域的描述7.4.1區(qū)域面積和密度7.4.2區(qū)域形狀數(shù)7.4.3不變矩7.4.4拓?fù)涿枋龇?.4.1區(qū)域面積和密度1.區(qū)域面積網(wǎng)格多邊形的面積7.4.1區(qū)域面積和密度2.區(qū)域密度(1)透射率(2)光密度(3)積分光密度7.4.2區(qū)域形狀數(shù)描述區(qū)域的緊湊性值與區(qū)域中所有點(diǎn)到區(qū)域外的距離總和有關(guān)設(shè)區(qū)域共包含N個點(diǎn)，其中第i個點(diǎn)到區(qū)域外最近點(diǎn)的距離為di，該區(qū)域的形狀數(shù)如下：S的值越大，區(qū)域越不緊湊7.4.3不變矩用所有屬于區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)計算f(x, y)的p+q階矩定義為f(x, y)的p + q階中心矩定義為f(x, y)的歸一化的中心矩可表示為7.4.3不變矩7個對平移、旋轉(zhuǎn)和尺度變換保持不變的不變矩7.4.4拓?fù)涿枋龇?.歐拉數(shù)區(qū)域內(nèi)的孔數(shù)H和區(qū)域內(nèi)的連通組元的個數(shù)C歐拉數(shù)E歐拉數(shù)依次分別為 1， 2， 1， 0描述區(qū)域連通性7.4.4拓?fù)涿枋龇?.歐拉公式全由直線段構(gòu)成的區(qū)域集合也叫多邊形網(wǎng)教程作者（章毓晉）聯(lián)系信息 通信地址：北京清華大學(xué)